新课标高中物理课本中的物理史实(完整无遗漏)全解
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新课标高中物理课本中的物理史实(完整无遗漏)高中物理课本中涉及到的物理学史王新志益阳第一中学物理组关于运动和力(《必修1》)1.错误结论:“重物体比轻物体下落快”―亚里士多德古希腊学者亚里士多德是第一个研究体育问题的人。
他认为下落物体的速度取决于它们的重量。
他的结论符合人们的常识,因此被认为是未来两千年的经典。
2、建立描述运动的基本概念自由落体伽利略的运动研究意大利物理学家伽利略以“重物比轻物落得快”为前提,推断出了相互矛盾的结论。
为了研究自由落体运动的规律,他首先建立了许多描述运动的基本概念,如:平均速度、瞬时速度、加速度等。
伽利略研究自由落体运动的程序如下提出假说:自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动;数学推理:由初速度为零、末速度为v的匀变速运动平均速度s1s2s3?2.2.2T3V呢?11v1v得到s?重新申请?从上述公式中去掉V,然后导出s?2点是s吗?t2.22t2实验验证:由于自由落体下落时间短,很难直接验证。
伽利略用了一个铜球作为阻力小的斜面上滚下,上百次实验表明:s1s2s3?2.2.如果不同质量的球沿着同一斜面2T3移动,位移与时间平方的比率保持不变,这表明不同质量的球沿着同一斜面以匀速直线移动;不断增大斜面倾角,重复上述实验,得出该比值随斜面倾角的增大而增大的结论,表明小球匀速运动的加速度随斜面倾角的增大而增大。
合理外推:把结论外推到斜面倾角为90°的情况,小球的运动成为自由落体,伽利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。
(用外推法得出的结论不一定都正确,还需经过实验验证)3.科学思想和方法的确立―伽利略伽利略比他的前辈们更伟大,因为他首先采用了通过实验检验猜想和假设的科学方法。
在他之前,学者们总是通过思辨性辩论来决定谁对谁错。
伽利略创造了一套科学思维方法,其核心是实验与逻辑推理(包括数学推理)的和谐结合,有效地促进了人类科学认知的发展。
伽利略的科学方法:提出假设、数学推理、实验验证和合理推断。
高中物理教材中物理学史与教学思考作者:谭梅詹伟琴来源:《物理教学探讨》2023年第10期摘要:基于普通高中物理课程标准对物理学史的内容要求,深入分析人教版教材中物理学史内容的呈现方式和栏目分布,挖掘物理学史的教育价值,力求在教学中利用物理学史培养学生的科学思维和科学态度与责任,提升学生的核心素养。
关键词:物理学史;物理教学;科学素养中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2023)10-0019-5《普通高中物理课程标准(2017年版)》(以下简称“新课标”)的教学目标强调培养学生的物理学科核心素养,物理核心素養是指学生在接受物理教育的过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力、必备品格和价值观念,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质[1],是学生科学素养的重要构成。
了解物理学的发展进程是培养学生科学素养的途径之一。
以人教版教材为例,2019年版教材在之前的版本基础上增加了部分物理学史的内容,凸显了物理学史在教学中的地位,通过渗透物理学史内容培养学生的物理思维和科学素养。
1 物理学史的课标要求和教材主题新课标对物理教学提出了新的要求,旨在教学中培养学生的物理学科核心素养。
依据新课标要求,教科书关于物理史实作了补充和完善。
通过对新课标进行解读,梳理出新课标对物理学史内容的要求,基于此整理了教材中物理学史的学习资源,如表1所示。
新课标对必修一、必修二、必修三中物理学史的内容要求是基于建立物理概念、物理规律和物理实验之中的,要求学生了解物理学的发展历史和物理学知识体系,认识物理背景,进一步培养学生的物理核心素养。
新课标对选择性必修三中物理学史的要求是让学生了解物质的发展历史,体会科学发展的意义,有助于引导学生形成正确的科学态度与责任。
人教版教材充分体现了课程标准的要求,物理学史多在正文中渗透并利用学习栏目拓展物理史实的学习资源(比如,科学漫步、STSE、拓展学习)。
附:高中物理新课程实验器材据采集器LW6 001四通道并行采集,不区分数字与模拟通道;与计算机USB 接口通讯,最大采样率40K ;无须外接电源;可接插移2 电流传感器LW6 118量程:-2A~ +2A ;分度:0.01A 1只3 微电流传感器LW6 113量程:-1μA~+ 1μA;分度:0.01μA 1只4 电压传感器LW6 119量程:-20V~ +20V ;分度:0.01 V 1只5 磁传感器A LW6 114量程:-15m T~+1 5 mT ;分度:0.01 mT 1只传感器A LW6 101量程:-20N ~+20 N;分度:0.01 N;可用于测拉力(显示正值)和压力(显示负值)2只体式位移传感器LW6 102由发射器和接收器构成。
发射器由电池供电,易与现有实验装置(运动小车、弹簧振子等)组合;接收器与0~20 0cm ,分度:1mm 。
无测量盲区1套8 光电门传感器LW6 103分度10μS;用于测量挡光片(U 型、I 型)的挡光时间 2只9 声波传感器LW6 131能测量声音的波形,研究声音的频率、周期、振幅等特征;频率量程:20Hz ~20k Hz 1只温度传感器LW6 121量程:-20℃~+13 0℃;分度:0.1℃;不锈钢探针,可测各种物体或溶液的温度1只11压强传感器A LW6 122量程:0~30 0 kPa ;分度:0.1 kPa ;可用于直接测量气体的绝对压强;配件:20ml 注射器 1只新课标高中物理实验目录(人教版)附件LW6200含USB通讯线1条、传感器线4条、转接器4只、技术资料等1套13 软件 LW6401 光盘存储,含物理专用软件和通用软件 1张。
常用的高中物理学史实(人教版新课标)一、必修1、必修2 (力学)1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的);2、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
3、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量(体现放大和转换的思想)4、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
二、选修3-1、3-2(电磁学)5、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值。
6、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
7、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
8、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
9、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
10、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳——楞次定律。
11、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
12、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
高中物理史实知识点总结一、牛顿力学1、牛顿定律:牛顿定律是物理学中最重要的定律之一,由英国科学家牛顿提出,他总结的三条定律叫做“牛顿第一定律”“牛顿第二定律”“牛顿第三定律”,简称为“牛顿定律”,它是物体线性运动的描述和分析的基础,是很多物理问题的出发点。
(1)牛顿第一定律:既可以叫做“保持定律”,也叫做“惯性定律”,即在没有外力作用时,物体运动状态不变,运动速度恒定;受到外力作用时,物体的运动状态发生变化,其减小加速度叭=外力÷物体质量。
(2)牛顿第二定律:也称为“动量定律”,即物体减小加速度叉=外力/物体质量。
(3)牛顿第三定律:也称为“反作用定律”,即任何作用于物体的外力,物体都会反作用等量的力,其力量大小是做功的力量大小的相同,方向相反。
2、摩擦力:摩擦力是物体之间产生力量的一种作用,是两个物体相接触时所产生的作用力,它可以阻止物体的移动,并对物体产生冲击力、疲劳力等,摩擦力的大小与物体的摩擦系数有关。
3、动量守恒定律:动量守恒定律在物理学当中被认为是一个非常重要的定律,即动量的守恒定律——在任何系统中,物体的总动量保持不变,当物体受了外力的作用,物体总的动量如果改变,那么造成总动量改变的外力和受力者在作用为止总和为零。
二、电磁学1、电流—电压定律:电流定律是又称经典电动力学中关于电流和电动势之间关系的定律,也称伏安定律,这条定律认为,一个电路中电流的大小,与这个电路中电动势的大小正相关,两者正比,即I=U/R,其中,I表示电流的大小,U表示电动势的大小,R表示电阻的大小。
2、Ohm定律:它是电流和电动势之间关系的定律,又称Ohm定律,它规定电阻R、电动势U和电流I之间的关系为R=U/I,可以用来计算电流I 和电动势U之间的关系。
3、电势差:电势差又称“电动势差”,即指两个物体之间的电势差,它的大小的变化,取决于这两个物体的负电荷的多少,当这两个物体的负电荷之间存在着一定的距离,它们之间的电动势就会发生变化,电动势的变化越大,电势差越大。
新课标高考高中物理学史(新人教版 )必修部分:(必修1 、必修 2)一、力学:1、 1638 年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》顶用科学推理论证重物体和轻物体着落相同快;并在比萨斜塔做了两个不一样质量的小球着落的实验,证了然他的看法是正确的,颠覆了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球着落快是错误的);2、 1654 年,德国的马德堡市做了一个惊动一时的实验——马德堡半球实验;3、 1687 年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、 17 世纪,伽利略经过构想的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度向来运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原由,颠覆了亚里士多德的看法:力是保持物体运动的原由。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:假如没有其余原由,运动物体将持续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离本来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律;经典题目:胡克以为只有在必定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)6、1638 年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用察看-假定-数学推理的方法,详尽研究了抛体运动。
17 世纪,伽利略经过理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度向来运动下去;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:假如没有其余原由,运动物体将持续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离本来的方向。
7、人们依据平时的察看和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,勇敢辩驳地心说。
8、 17 世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;9、牛顿于 1687 年正式发布万有引力定律;1798 年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较正确地测出了引力常量;10、1846 年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观察到海王星, 1930 年,美国天文学家汤苞用相同的计算方法发现冥王星。
高中物理《人民教育出版社》普通高中课程标准实验教科书---目录(全)必修1物理学与人类文明第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验:用打点计时器测速度课外读物必修2第五章曲线运动1.曲线运动2.平抛运动3.实验:研究平抛运动4.圆周运动5.向心加速度6.向心力7.生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力3.万有引力定律4.万有引力理论的成就5.宇宙航行6.经典力学的局限性第七章机械能守恒定律选修二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究:电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁波谱三、电磁波的发射与接收四、信息化社会五、课题研究:社会生活中的电磁波课外读物选修1-2五、课题研究:太阳能综合利用的研究课题研究高中物理新课标教材·选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第5节电容器第2章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第3章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第4章交变电流电机第6节物体平衡的稳定性第2章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第3章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第5节机械第4章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第5章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器课题研究第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第6章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核裂变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应课题研究高中物理新课标教材·选修3-1第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 静电现象的应用高中物理新课标教材·选修3-2第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件3 楞次定律4 法拉第电磁感应定律5 电磁感应现象的两类情况6 互感和自感7 涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用3 实验:传感器的应用3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的衍射和干涉5 多普勒效应第十六章动量守恒定律1 实验:探究碰撞中的不变量2 动量和动量定理3 动量守恒定律4 碰撞5 反冲运动火箭第十七章波粒二象性1 能量量子化2 光的粒子性3 粒子的波动性4 概率波5 不确定性关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变。
完整版)新版《普通高中物理课程标准》解读修订背景:1.2014年教育部的文件提出各学段学生发展核心素养体系,要把学科核心素养贯穿始终。
2.2010年国务院审议通过的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》要减轻中小学生课业负担,开发特色课程。
3.课改实验十余年的成果和经验积累,对新课标的修订提供了依据。
4.国际科学教育的最新发展也是修订的重要参考。
物理课标的修订的主要内容和变化:1.进一步明确了普通高中教育的定位,培养目标是进一步提升学生综合素质,着力发展核心素养。
2.优化了课程结构,将课程类别调整为必修课程、选择性必修课程和选修课程,并明确了各类课程的功能定位,与高考综合改革相衔接。
3.学科核心素养贯穿始终,对知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维目标进行了整合。
明确了内容要求,指导教学设计,提出考试评价和教材编写建议。
4.研制了学业质量标准,明确了学生完成本学科研究任务后,学科核心素养应该达到的水平,各水平的关键表现构成评价学业质量的标准。
引导教学更加关注育人目的,更加注重培养学生核心素养。
高中物理课程标准修订后,将分为三六九等。
学生必须参加学业水平考试,研究三本必修模块的物理课程才能拿到高中毕业证。
如果学生打算在高考中选考物理,还需研究三本选择性必修模块,总共六本书。
此外,有意发展兴趣特长或参加自主招生考试的学生还需研究三本选修教材。
因此,高中物理研究需要九本书,才能达到最高境界。
新修订的高中物理课程标准结构分为必修模块和选择性必修模块。
必修模块是合格性考试内容,而必修和选择性必修模块则是等级性考试内容。
在保证共同基础的前提下,为不同发展方向的学生提供有选择的课程。
无论是必修课程还是选修课程,都注重物理核心素养的达成。
此外,必修课程根据学生全面发展的需要设置,全修全考;选择性必修课程则根据学生个性发展和升学考试需要设置,选修选考。
选修课程由学校根据实际情况统筹开设,学生自主选择研究,可以学而不考或学而备考,为学生就业和高校自主招生录取提供参考。
高中物理史实知识点归纳总结高中物理史实知识点归纳总结总结就是把一个时间段取得的成绩、存在的问题及得到的经验和教训进行一次全面系统的总结的书面材料,它能使我们及时找出错误并改正,不如我们来制定一份总结吧。
你所见过的总结应该是什么样的?下面是小编收集整理的高中物理史实知识点归纳总结,欢迎大家分享。
一.力学中的物理学史知识点1、前384年—前322年,古希腊杰出思想家亚里士多德:在对待“力与运动的关系”问题上,错误的认为“维持物体运动需要力”。
2、1638年意大利物理学家伽利略:最早研究“匀加速直线运动”;论证“重物体不会比轻物体下落得快”的物理学家;利用著名的“斜面理想实验”得出“在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去即维持物体运动不需要力”的结论;发明了空气温度计;理论上验证了落体运动、抛体运动的规律;还制成了第一架观察天体的望远镜;第一次把“实验”引入对物理的研究,开阔了人们的眼界,打开了人们的新思路;发现了“摆的.等时性”等。
3、1683年,英国科学家牛顿:总结三大运动定律、发现万有引力定律。
另外牛顿还发现了光的色散原理;创立了微积分、发明了二项式定理;研究光的本性并发明了反射式望远镜。
其最有影响的著作是《自然哲学的数学原理》。
4、1798年英国物理学家卡文迪许:利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G=6.67×11-11n·m2/kg2(微小形变放大思想)。
5、1905年爱因斯坦:提出狭义相对论,经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
即“宏观”、“低速”是牛顿运动定律的适用范围。
二.热学中的物理学史1、1827年英国植物学家布朗:发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
2、1661年英国物理学家玻意耳发现:一定质量的气体在温度不变时,它的压强与体积成反比,即为玻意耳定律。
3、1787年法国物理学家查理发现:一定质量的气体在体积不变时,它的压强与热力学温度成正比,即为查理定律。
物理学史专题一、力学(必修一、必修二):1、(P46-49伽利略对自由落体运动的研究)。
2、(P68牛顿第一定律)17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:,推翻了亚里士多德的观点:。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
(必修二P55追寻守恒量------能量)3、(P33行星的运动)人们根据日常的观察和经验,提出" ",古希腊科学家是代表;而波兰天文学家哥提出了"",大胆反驳地心说。
17世纪,德国天文学家,在的观测数据基础上提出开普勒三大定律。
4、(P40万有引力定律)于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家利用比较准确地测出了引力常量G= ;(P42海王星,笔尖下发现的行星)二、电磁学:(选修3-1、3-2)5、(P2美国科学家把用丝绸摩擦过的玻璃棒命名为正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒命名为负电荷;P4,1913年,美国物理学家通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖,e= )6、(P6库伦扭秤实验)1785年法国物理学家利用发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律。
7、(P10和P12,1837年,英国物理学家最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
)8、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
9、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象--超导现象。
10、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳--楞次定律。
11、(P80)1820年,丹麦物理学家发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为。
12、(P87-88)法国物理学家发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出判断电流与磁场的相互关系和判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
高中物理课本中涉及到的物理学史宜阳一高物理组 王新智关于运动和力(《必修1》)1、错误论断“重物比轻物落得快” — 亚里士多德最早研究运动问题的是古希腊学者亚里士多德。
他认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的。
他的这一论断符合人们的常识,以至于其后两千年的时间里,大家都奉为经典。
2、建立描述运动的基本概念 、研究自由落体运动— 伽利略 意大利物理学家伽利略以“重物比轻物落得快”为前提,推断出了相互矛盾的结论。
为了研究自由落体运动的规律,他首先建立了许多描述运动的基本概念,如:平均速度、瞬时速度、加速度等。
伽利略研究自由落体运动的程序如下提出假说:自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动;数学推理:由初速度为零、末速度为v 的匀变速运动平均速度312222123s s s t t t ===和12v v =得出12s vt =;再应用v a t =从上式中消去v ,导出212s at =即2s t ∝。
实验验证:由于自由落体下落的时间太短,直接验证有困难,伽利略用铜球在阻力很小的斜面上滚下,上百次实验表明:312222123s s s t t t ===;换用不同质量的小球沿同一斜面运动,位移与时间平方的比值不变,说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变速直线运动的情况相同;不断增大斜面倾角,重复上述实验,得出该比值随斜面倾角的增大而增大,说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。
合理外推:把结论外推到斜面倾角为90°的情况,小球的运动成为自由落体,伽利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。
(用外推法得出的结论不一定都正确,还需经过实验验证)3、科学思想方法的创立 — 伽利略伽利略比他的前人更伟大,在于他首先采用了以试验检验猜想和假设的科学方法。
在他之前,学者们总是通过思辨性的论战来决定谁是谁非。
伽利略创造的一套科学思想方法,其核心是把试验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来,从而有力地推动了人类科学认识的发展。
伽利略的科学方法:提出假设、数学推理、实验验证、合理外推。
伽利略是近代力学的创始人。
被誉为“近代科学之父”4、发现弹力规律—胡克英国物理学家胡克研究发现了弹簧发生形变时,弹力与弹簧形变之间的关系—胡克定律5、动力学的奠基人—牛顿。
英国科学家牛顿的运动定律是整个动力学的核心。
值得注意的是伽利略和法国科学家笛卡尔对牛顿定律的提出做出了突出贡献。
伽利略的理想斜面试验说明,一旦物体具有某一初速度,如果它不受力,就将以这一速度匀速直线运动下去:笛卡尔完善了伽利略的观点。
在相隔了一代人以后,牛顿将其总结为“牛顿第一定律”。
关于天体运动规律万有引力定律(《必修2》)1、日心说的提出—哥白尼在古代,人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。
经过长期的论争,波兰学者哥白尼提出的日心说战胜了地心说。
哥白尼认为,行星和地球绕太阳做匀速圆周运动,只有月亮绕地球运动。
2、望远镜的发明—伽利略17世纪初,地心说棺木上的最后一颗钉子敲下了:伽利略发明了望远镜。
1609年他发现了围绕木星转动的“月球”,进一步表明地球不是所有天体运动的中心。
3、发现行星运动定律—开普勒德国天文学家开普勒用了20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录,发现并发表了行星运动的三条规律—开普勒行星运动定律(《必修1》P29)4、研究引力规律的先行者—伽利略、开普勒、迪卡儿发现万有引力定律不是牛顿一人的功劳。
思考“行星绕太阳运动的原因”是研究引力规律的出发点。
对此问题,伽利略、开普勒和法国的数学家迪卡儿都提出过自己的解释;牛顿时代的科学家胡克、哈雷对这一问题的认识更进一步。
胡克等人认为,行星绕太阳的运动受到了太阳对它的引力,并证明了如果行星的轨道是圆形的,它受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方成反比。
5、万有引力定律的发现—牛顿牛顿在前人对惯性研究的基础上,把自己的运动定律应用于行星运动的研究,通过“地—月试验”、理论推导和大胆推广,终于发现了万有引力定律。
6、引力常量的测量—卡文迪许牛顿无法使用自己的万有引力定律计算天体之间的引力,因为他不知道引力常量G的值。
100多年后英国物理学家卡文迪许在实验室利用扭秤装置(体现了放大思想),通过几个铅球比较准确地测出了引力常量G的值。
卡文迪许测量引力常量G的试验,不仅证明了万有引力的存在,也使引力的计算成为可能,他被人们誉为“能称量地球重量的人”。
7、“笔尖下发现的行星”海王星是利用万有引力定律,在“笔尖下发现的行星”;天文学家哈雷利用万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道,并正确预言了它的回归时间牛顿在思考万有引力定律时曾经设想过,从高山上水平抛出物体,抛出速度很大时,物体就不会落回地面(理想试验)。
关于电和磁(《选修3-1》《选修3-2》)1、正、负电荷的命名—富兰克林美国科学家富兰克林首次命名了正、负电荷。
2、元电荷的测量—密立根迄今为止,科学家试验发现的最小电荷量是电子、质子所带的电荷量,叫做元电荷,用e表示。
元电荷的数值最早由美国物理学家密立根通过“密立根油滴试验”测出。
因此可以说电子的电荷量最早是由密立根测出来的。
3、电荷间作用规律的发现—库仑(1785年)法国科学家库仑通过试验发现了电荷之间的作用规律—库仑定律。
他的试验装置也是扭秤装置。
4、“场”和“力线”的引入—法拉第英国科学家法拉第首先提出了场(电场、磁场等)的概念,并且提出用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场。
场的引入解除了人们认为万有引力和静电力是神秘的“超距力”的困惑。
5、欧姆定律(1826年)—欧姆德国物理学家欧姆引入电流强度、电动势、电阻等概念,研究发现了导体中电流与导体两端电压、导体电阻的关系—欧姆定律6、电流产热规律的发现(1841年)—焦耳英国科学家焦耳研究发现了电流通过导体产生的热量与所通过的电流、导体的电阻、通电的时间的关系—焦耳定律7、电流磁效应的发现(1820年)—奥斯特丹麦物理学家奥斯特试验发现了电流的磁效应—电流在其周围会产生磁场。
电流磁效应的发现,首先揭示出电与磁之间是有联系的。
8、分子电流假说—安培科学家安培提出了著名的分子电流假说。
分子电流假说揭示了磁现象的电本质:所有磁现象都是由电荷的运动产生的。
9、洛伦兹力公式—洛伦兹荷兰物理学家洛伦兹提出了著名的洛伦兹力公式:F=qvB10、霍尔效应—霍尔美国物理学家霍尔发现,通电载流导体放入磁场,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差—霍尔效应。
11、发现电磁感应现象—法拉第英国物理学家法拉第经过10年的不懈努力发现了电磁感应现象(1831年)法拉第把引起感应电流的原因分为五类,它们都与变化和运动相联系:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
电磁感应现象的发现打开了人类电气化时代的大门。
12、提出法拉第电磁感应定律—纽曼和韦伯法拉第发现了电磁感应现象,但反映感应电动势决定因素的法拉第电磁感应定律并不是法拉第自己总结出来的,是纽曼和韦伯总结出来,之所以用法拉第的名字来命名此定律是基于他在电磁学方面的重大贡献。
13、判断感应电流方向的楞次定律 — 楞次物理学家楞次在分析了很多实验事实后总结出了判断感应电流方向的方法,并用一句话巧妙地对判断方法进行了概括性表达 — 楞次定律(1834年)关于波、相对论(《选修3-4》)1、单摆的周期公式 — 惠更斯荷兰物理学家惠更斯研究发现,单摆做简谐运动的周期T 与摆长l 的二次方根成正比,与重力加速度的二次方根成反比,而与振幅、摆球的质量无关,并且确定了单摆的周期计算公式T=2πgl ,惠更斯还利用单摆摆动的等时性原理制成了摆钟。
2、揭示机械波的传播规律的惠更斯原理 — 惠更斯(1690年)惠更斯提出:介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的波源,其后的任意时刻,这些子波在波的前进方向的包络面就是新的波面。
这就是常说的惠更斯原理。
利用惠更斯原理,不仅可以说明为什么波在两种介质的界面会发生反射(折射),而且可以得到反射角(折射角)与入射角的关系。
3、多普勒效应 — 多普勒奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时,发现鸣着笛的火车从身边经过时,笛音的音调会由高变低。
他经过认真研究,发现波源与观察者相互靠近或远离时,接收到的频率会发生变化,这种现象叫多普勒现象。
不仅是机械波,电磁波、光波等也会发生多普勒效应。
4、光的折射定律的发现 — 斯涅尔荷兰数学家斯涅尔在分析了大量关于关于光折射中入射角、折射角的数据后发现:折射角的正弦和入射角的正弦成正比。
这就是光的折射定律。
5、光的干涉现象的发现 — 托马斯 . 杨(1801年)1801年英国物理学家托马斯 . 杨,首先在实验室成功地观察到了光的干涉现象。
托马斯 . 杨起初实验是让单色光通过“双孔”,后来发现将“双孔”换成双缝后干涉图样更加显亮,更加清晰。
光的干涉现象的发现,证明了光是一种波。
为光的波动说提供了实验依据。
6、有意思的泊松亮斑—泊松1818年,法国的巴黎科学院为鼓励对衍射问题的研究,悬赏征集这方面的论文。
一位年轻的物理学家菲涅耳按照波动说深入研究了光的衍射,在论文中提出了严密地解决衍射问题的数学方法。
当时的另一位法国科学家泊松是光波动说的反对者,他按照菲涅的理论计算了光在圆盘后的影的问题,发现对于一定的波长、在适当的距离上,影的中心会出现一个亮斑!泊松认为在是非常荒谬可笑的,他认为这样就驳倒了驳倒说。
但是,就在竞赛的关键时刻,评委阿拉果在实验室中观察到了这个亮斑。
人们为了纪念这件有意义的事件,把这个亮斑称为泊松亮斑。
泊松的计算结果不仅没有驳倒波动说,反而是支持了波动说。
7、电磁场理论的建立和电磁波的预言—麦克斯韦英国物理学家麦克斯韦系统地总结了库仑、安培、奥斯特、法拉第、和亨利对电磁规律的研究成果,通过自己创造性的工作,建立了完整的电磁场理论麦克斯韦根据自己的理论,做出了一个伟大的预言:空间可能存在电磁波。
麦克斯韦电磁场理论的意义足以可以跟牛顿力学系统相媲美。
他不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性,是物理学发展史中一个划时代的里程碑。
8、电磁波的见证者—赫兹麦克斯韦早年英逝,他没有看到科学实验对自己的电磁理论的证明。
德国科学家赫兹通过实验在人类历史上首先扑捉到了电磁波,用实验证明了电磁波的存在,把天才的预言变成世人公认的真理。
9、天才科学家的相对论—爱因斯坦相对论的多数结论都涉及光速或涉及物理高速运动问题。
1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。